JP2002062444A - アレイ導波路型光波長合分波器およびその製造方法 - Google Patents

アレイ導波路型光波長合分波器およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラブ導波路出力部のモード形状をアレイ導
波路入力部のモード形状にあわせ、アレイ導波路間隔に
こだわらず低損失化を達成できるアレイ導波路型光波長
合分波器およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１上に、波長分割多重光信号を入力
する複数本の入力導波路２と、波長分割多重光信号を合
波して出力する出力導波路３と、所定の導波路長差△Ｌ
を有する複数本の導波路からなるアレイ導波路５と、入
力導波路２とアレイ導波路５とを接続する入力側スラブ
導波路４と、出力導波路３とアレイ導波路５とを接続す
る出力側スラブ導波路７とを備えるアレイ導波路型光波
長合分波器において、入力側スラブ導波路および／また
は出力側スラブ導波路が、所望の屈折率分布を有するよ
うに形成されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、選択波長を空間的
に分波ないし合波する合分波器に関し、特に、アレイ導
波路型光波長合分波器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、図２に示すように、基板１上
に、波長分割多重光信号を入力する複数本の入力導波路
２と、波長分割多重光信号を合波して出力する出力導波
路３と、所定の導波路長差△Ｌを有する複数本の導波路
からなるアレイ導波路５と、入力導波路２とアレイ導波
路５とを接続する入力側スラブ導波路４と、出力導波路
３とアレイ導波路５とを接続する出力側スラブ導波路７
とを備えるＡＷＧ（ａｒｒａｙｅｄ ｗａｖｅｇｕｉｄ
ｅ ｇｒａｔｉｎｇ）を利用したアレイ導波路型光波長
合分波器が知られている。
【０００３】この種のものでは、入力導波路２から入射
した光は入力側スラブ導波路４に入り放射し、アレイ導
波路５に結合する。しかしその際、スラブ導波路出力部
４Ａとアレイ導波路入力部５Ａの光伝搬のモード形状が
一般に違うため入射光すべてが結合することはなく結合
損失を生じさせる。
【０００４】そのため、従来、図３に示すようにアレイ
導波路５の間隔Ｌを狭くし、アレイ導波路入力部５Ａと
スラブ導波路出力部４Ａとの光伝搬のモード形状を一致
させるように工夫してＡＷＧ型合分波器の低損失化を図
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構成で
は、スラブ導波路出力部４Ａのアレイ導波路間隔Ｌ１が
狭くなりすぎ、オーバークラッドの埋め込みが非常に困
難になり、もし埋め込めない場合、逆に損失が大きくな
るという問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上述した従来技
術が有する課題を解消し、スラブ導波路出力部のモード
形状をアレイ導波路入力部のモード形状にあわせ、アレ
イ導波路間隔にこだわらず低損失化を達成できるアレイ
導波路型光波長合分波器およびその製造方法を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
基板上に、波長分割多重光信号を入力する複数本の入力
導波路と、波長分割多重光信号を合波して出力する出力
導波路と、所定の導波路長差を有する複数本の導波路か
らなるアレイ導波路と、入力導波路とアレイ導波路とを
接続する入力側スラブ導波路と、出力導波路とアレイ導
波路とを接続する出力側スラブ導波路とを備えるアレイ
導波路型光波長合分波器において、入力側スラブ導波路
および／または出力側スラブ導波路が、所望の屈折率分
布を有するように形成されていることを特徴とするもの
である。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、前記入力側スラブ導波路および／または前
記出力側スラブ導波路が、紫外線レーザーにより部分的
にコアの屈折率を変化させて所望の屈折率分布を有する
ように形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２記載のも
のにおいて、前記入力側スラブ導波路および／または前
記出力側スラブ導波路が、屈折率を高くしたい部分以外
をマスクし、ＡｒＦエキシマレーザーまたはＫｒＦエキ
シマレーザーを照射することにより所望の屈折率変化お
よび屈折率分布を有するように形成されていることを特
徴とするものである。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載のものにおいて、前記入力導波路および／
または前記出力導波路が、基板上にＧｅ、Ｐ或いはＢ等
のフォトリフラクティブ効果を有するドーパントをドー
プしたコアをそのコアよりも屈折率の小さいクラッドで
埋め込んで単一モードのチャネル導波路として形成され
ていることを特徴とするものである。
【００１１】請求項５記載の発明は、基板上に、波長分
割多重光信号を入力する複数本の入力導波路と、波長分
割多重光信号を合波して出力する出力導波路と、所定の
導波路長差を有する複数本の導波路からなるアレイ導波
路と、前記入力導波路と前記アレイ導波路とを接続する
入力側スラブ導波路と、前記出力導波路と前記アレイ導
波路とを接続する出力側スラブ導波路とを備えるアレイ
導波路型光波長合分波器の製造方法において、前記入力
側スラブ導波路および／または前記出力側スラブ導波路
が、所望の屈折率分布を有するように形成されることを
特徴とするものである。
【００１２】請求項６記載の発明は、請求項５記載のも
のにおいて、前記入力側スラブ導波路および／または前
記出力側スラブ導波路が、紫外線レーザーにより部分的
にコアの屈折率を変化させて所望の屈折率分布を有する
ように形成されることを特徴とするものである。
【００１３】請求項７記載の発明は、請求項６記載のも
のにおいて、前記入力側スラブ導波路および／または前
記出力側スラブ導波路が、屈折率を高くしたい部分以外
をマスクし、ＡｒＦエキシマレーザーまたはＫｒＦエキ
シマレーザーを照射することにより所望の屈折率変化お
よび屈折率分布を有するように形成されることを特徴と
するものである。
【００１４】請求項８記載の発明は、請求項５〜７のい
ずれかに記載のものにおいて、前記入力導波路および／
または前記出力導波路が、基板上にＧｅ、Ｐ或いはＢ等
のフォトリフラクティブ効果を有するドーパントをドー
プしたコアをそのコアよりも屈折率の小さいクラッドで
埋め込んで単一モードのチャネル導波路として形成され
ることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【００１６】図１Ａおよび図１Ｂにおいて、１は石英等
からなる基板を示している。この基板１上には、波長分
割多重光信号を入力する複数本の入力導波路２と、波長
分割多重光信号を合波して出力する出力導波路３と、所
定の導波路長差△Ｌを有する複数本の導波路からなるア
レイ導波路５と、入力導波路２とアレイ導波路５とを接
続する入力側スラブ導波路４と、出力導波路３とアレイ
導波路５とを接続する出力側スラブ導波路７とを備えて
構成されている。
【００１７】本実施形態では、入力側スラブ導波路４の
出力部４Ａに屈折率がほかの部分に比べて高い屈折率変
化領域６が形成され、この入力側スラブ導波路４が所望
の屈折率分布を有するように形成されている。
【００１８】上記屈折率変化領域６は、入力側スラブ導
波路４のそのほかの部分をマスクした上で、屈折率変化
領域６の光伝搬のモード形状が、アレイ導波路５のモー
ド形状に略一致するように、例えばＡｒＦエキシマレー
ザーまたはＫｒＦエキシマレーザー等の紫外線レーザー
を、入力側スラブ導波路４に照射することで形成され
る。この屈折率変化領域６が、上記所望の屈折率変化お
よび屈折率分布を有するように、紫外線レーザーの照射
時間およびパワーを調整する。
【００１９】つぎに、動作を説明する。
【００２０】図１において、入力導波路２から入力した
光は、入力側スラブ導波路４により放射され、ガウス形
の光伝搬のモード形状を拡大させながら導波する。ここ
を伝搬する光は、屈折率がほかの部分に比べて高い屈折
率変化領域６に入射すると、位相が変化しその屈折率分
布と屈折率差により入力側スラブ導波路４の出力部４Ａ
のモード形状を変形させる。このときのモード形状はア
レイ導波路５の入力部５Ａのモード形状に一致させ、こ
のアレイ導波路５を進んだ光は、出力側スラブ導波路７
に入射し出力導波路３に集光し出力される。
【００２１】本実施形態では、入力側スラブ導波路４の
出力部４Ａのモード形状を、アレイ導波路５の入力部５
Ａのモード形状に一致させることにより、ＡＷＧ型合分
波器の損失を低減することができる。
【００２２】スラブ導波路４のモード形状は、紫外線レ
ーザーを照射することによるＧｅ、Ｐ或いはＢ等のフォ
トリフラクティブ効果を有するドーパントをドープした
コアの屈折率変化を利用し、スラブ導波路内の屈折率分
布は紫外線レーザーを照射する際、マスクを用いること
で実現するため、簡単な構成で実現することができ、そ
の製造コストの上昇が抑制される。
【００２３】また、アレイ導波路５の間隔Ｌ２は、従来
の図２に示すものと略同等の比較的広い間隔で形成され
ている。従って、スラブ導波路出力部４Ａのアレイ導波
路間隔Ｌ３が狭くなりすぎることがなく、オーバークラ
ッドの埋め込みが、従来の図３に示すものと比較して容
易になる。
【００２４】以上、一実施形態に基づいて本発明を説明
したが、本発明は、これに限定されるものでないことは
明らかである。
【００２５】例えば、入力側スラブ導波路４に、屈折率
がほかの部分に比べて高い屈折率変化領域６を形成した
例を示したが、出力側スラブ導波路７にも、上記と同様
構成の屈折率変化領域９を形成することが望ましい。
【００２６】また、入力導波路２および／または出力導
波路３は、基板１上に矩形状のＧｅ、Ｐ或いはＢ等のフ
ォトリフラクティブ効果を有するドーパントをドープし
たコアを、そのコアよりも屈折率の小さいオーバークラ
ッドで埋め込んで単一モードのチャネル導波路として形
成することが望ましい。
【００２７】
【発明の効果】本発明では、スラブ導波路出力部のモー
ド形状をアレイ導波路入力部のモード形状にあわせるこ
とができるため、アレイ導波路の間隔にこだわらず波長
合分波器の結合損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは本発明によるアレイ導波路型光波長合分波
器の一実施形態を示す平面図、Ｂはその一部拡大図であ
る。
【図２】Ａは従来のアレイ導波路型光波長合分波器を示
す平面図、Ｂはその一部拡大図である。
【図３】Ａは従来のアレイ導波路型光波長合分波器を示
す平面図、Ｂはその一部拡大図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 入力導波路 ３ 出力導波路 ４ 入力側スラブ導波路 ５ アレイ導波路 ６ 屈折率変化領域 ７ 出力側スラブ導波路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に、波長分割多重光信号を入力す
    る複数本の入力導波路と、波長分割多重光信号を合波し
    て出力する出力導波路と、所定の導波路長差を有する複
    数本の導波路からなるアレイ導波路と、前記入力導波路
    と前記アレイ導波路とを接続する入力側スラブ導波路
    と、前記出力導波路と前記アレイ導波路とを接続する出
    力側スラブ導波路とを備えるアレイ導波路型光波長合分
    波器において、前記入力側スラブ導波路および／または
    前記出力側スラブ導波路が、所望の屈折率分布を有する
    ように形成されていることを特徴とするアレイ導波路型
    光波長合分波器。
  2. 【請求項２】 前記入力側スラブ導波路および／または
    前記出力側スラブ導波路が、紫外線レーザーにより部分
    的に屈折率を変化させて所望の屈折率分布を有するよう
    に形成されていることを特徴とする請求項１記載のアレ
    イ導波路型光波長合分波器。
  3. 【請求項３】 前記入力側スラブ導波路および／または
    前記出力側スラブ導波路が、屈折率を高くしたい部分以
    外をマスクし、ＡｒＦエキシマレーザーまたはＫｒＦエ
    キシマレーザーを照射することにより所望の屈折率変化
    および屈折率分布を有するように形成されていることを
    特徴とする請求項２記載のアレイ導波路型光波長合分波
    器。
  4. 【請求項４】 前記入力導波路および／または前記出力
    導波路が、基板上にＧｅ、Ｐ或いはＢ等のフォトリフラ
    クティブ効果を有するドーパントをドープしたコアをそ
    のコアよりも屈折率の小さいクラッドで埋め込んで単一
    モードのチャネル導波路として形成されていることを特
    徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアレイ導波路
    型光波長合分波器。
  5. 【請求項５】 基板上に、波長分割多重光信号を入力す
    る複数本の入力導波路と、波長分割多重光信号を合波し
    て出力する出力導波路と、所定の導波路長差を有する複
    数本の導波路からなるアレイ導波路と、前記入力導波路
    と前記アレイ導波路とを接続する入力側スラブ導波路
    と、前記出力導波路と前記アレイ導波路とを接続する出
    力側スラブ導波路とを備えるアレイ導波路型光波長合分
    波器の製造方法において、前記入力側スラブ導波路およ
    び／または前記出力側スラブ導波路が、所望の屈折率分
    布を有するように形成されることを特徴とするアレイ導
    波路型光波長合分波器の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記入力側スラブ導波路および／または
    前記出力側スラブ導波路が、紫外線レーザーにより部分
    的に屈折率を変化させて所望の屈折率分布を有するよう
    に形成されることを特徴とする請求項５記載のアレイ導
    波路型光波長合分波器の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記入力側スラブ導波路および／または
    前記出力側スラブ導波路が、屈折率を高くしたい部分以
    外をマスクし、ＡｒＦエキシマレーザーまたはＫｒＦエ
    キシマレーザーを照射することにより所望の屈折率変化
    および屈折率分布を有するように形成されることを特徴
    とする請求項６記載のアレイ導波路型光波長合分波器の
    製造方法。
  8. 【請求項８】 前記入力導波路および／または前記出力
    導波路が、基板上にＧｅ、Ｐ或いはＢ等のフォトリフラ
    クティブ効果を有するドーパントをドープしたコアをそ
    のコアよりも屈折率の小さいクラッドで埋め込んで単一
    モードのチャネル導波路として形成されることを特徴と
    する請求項５〜７のいずれかに記載のアレイ導波路型光
    波長合分波器の製造方法。
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